VII Congresso Brasileiro de Energia Solar Gramado, 17 a 20 de abril de 2018

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1 VII Congresso Brasileiro e Energia Solar ramao, 17 a 20 e abril e 2018 ESTIMATIVAS DAS FRAÇÕES SOLARES ) E DIFUSA ( ) INFRAVERMELHA EM FUNÇÃO DAS FRAÇÕES Kt E K DO ESPECTRO TOTAL Taiza Juliana Rossi taizaiv@gmail.com Euaro Narini omes engomes@gmail.com Joao Francisco Escobeo escobeo@fca.unesp.br Mauricio Bruno Prao a Silva mauricio.prao19@hotmail.com Luciano Ronalo Rossi ecofoco@live.com Universiae Estaual Paulista UNESP, Departamento e Engenharia Rural Cicero Manoel os Santos ciceromanoel2007@gmail.com Universiae Feeral o Pará -UFPA Resumo. O trabalho escreve a obtenção e a valiação e equações e estimativas para frações solares global ( ), ifusa ( ) o espectro infravermelho em função as frações solares Kt e K o espectro total. A base e aos as raiações foi meia no períoo e 2003 a 2006 em Botucatu/SP/Brasil. No moelo estatístico proposto, os valores méios e foram equacionaas em função e K por meio e regressão polinomial. O coeficiente e eterminação obtios para as correlações em função e Kt e K foram superiores R 2 = 0,9600.Os inicativos estatísticos obtios na valiação: (MBE = 1,0% e RMSE = 13,7%) mostram que as equações poem ser utilizaas nas estimativ em função e K. Palavras-chave: Raiação solar global, ifusa e ireta, Raiação solar infravermelha. 1. INTRODUÇÃO A raiação infravermelha o espectro total é constituía as seguintes banas espectrais: infravermelho próximo () e 0,78-3,0 μm, infravermelho méio (MIR) e 3,0-50 μm e infravermelho istante (FIR) e μm. A bana tem grane importância como fonte renovável e energia, porque representa uma larga quantiae e energia o espectro total, em torno e 46,5%, e é responsável pelo aquecimento e iluminação natural e ambientes, entre muitas outras aplicações na superfície a Terra. Nas áreas a meteorologia e climatologia, a é usaa em técnica observacional por satélites, em estuos e proprieaes físicas e nuvens, e o efeito estufa na atmosfera (Larsen N F, Stamnes, K, 2005, Carrer et al., 2012; Rael et al., 2015; Dombrovsky et al, 2016). Nas áreas agronômica e Biológica, mesmo que seja pouca absorvia pelas plantas, a é usaa na secagem natural e proutos agrícolas e é funamental no aquecimento interno, em ambientes protegio, nos meses frios, para manter as conições térmicas ieias (Lamnatou e Chemisana et al., 2013). Outros trabalhos com casa e vegetação aperfeiçoam o aproveitamento a raiação refletia para conversão e energia por meio e concentraores solares (Sonnevel et al., 2010a). Na saúe a exerce efeito positivo no metabolismo humano. O corpo humano composto e 70% e água, poe potencialmente acumular uma grane quantiae e energia por meio a forte absorção a solar, a qual é usaa em processos biológicos (Yao et al., 2009, Tsai e Hamblin, 2017). A pré-irraiação o infravermelho solar, protege os fibroblastos a pele humana contra os efeitos citotóxicos a raiação UVA e UVB (Salatiel et al., 1998). Depeneno a faixa e comprimento e ona, a poe penetrar a epierme, erme e tecio subcutâneo em iferentes extensões, (Barolet et al., 2015), por isso, tem sio usaa efetivamente como uma opção terapêutica para tratar/aliviar certas oenças (autoimuniae, inflamação, istúrbios e cicatrização e ferias), alívio a or e esconfortos (Vatansever e Hamblin, 2012; Tsai e Hamblin, 2017). Dentre as banas espectrais, a raiação é a menos estuaa, quano comparaa com as emais raiações Ultravioleta (UV) e a fotossinteticamente ativa (PAR), quer seja por meio e séries (meias) ou por moelos e estimativas. As séries são resultaos e meias no tempo e espaço, e tem como vantagem, conhecer a isponibiliae a raiação sem necessiae e outras meias. No entanto, há pouca informação na literatura meias em series longas a (Escobeo et al, 2014). Ao contrário as séries, os moelos e estimativas a raiação necessitam e outras meias as superfícies terrestre, como mostram os estuos e estimativas com as irraiações global (H ), ifusa (H ) e ireta (H D ), quais utilizam as meias as irraiações global e ifusa o espectro total (Escobeo et al 2009 e Rossi et al 2015 e 2016). O moelo mais comum

2 VII Congresso Brasileiro e Energia Solar ramao, 17 a 20 e abril e 2018 é o estatístico, e relaciona as irraiações os ois espectros H e H, por meio e regressão linear tipo( H = K H) em que K é a razão ou fração a irraiação total. Esse moelo é simples, mas tem a esvantagem e ser preciso apenas para locais específicos e origem as meias. Resultaos obtios com as irraiações global e total, mostram que o valor a fração K anual, para toas as coberturas e céu juntas, é a orem e 46,9%. Sazonalmente, o valor e K é menor no verão (44.8%) e primavera (45.1%), e maior no outono (47.6%) e inverno (48.0%). O valor e K epene as conições e cobertura e céu, e poem variar o valor K = 44,0% na cobertura e céu nublao até K = 51,5% na cobertura e céu aberto (Escobeo et al 2009 e Rossi et al 2015 e 2016). Similarmente, as correlações entre as irraiações ifusas (H ) e (H ), bem como entre as irraiações ireta (H D ) e (H D ), mostram que os valores e K = H / H = 38,2% e K D = H D / H D = 51.1% respectivamente. Sazonalmente, o valor e K é o mesmo no verão (38,2%) e maior na primavera (40,1), enquanto que K é menor no outono (34,9%) e inverno (33,9%). Ao contrario, K D é menor no verão (49,0%) e primavera (49,3%), e é maior no outono (52,7%) e inverno (53,9%). O valor e K também epene as conições e cobertura e céu, e varia e K = 41,0% na cobertura e céu nublao até a K = 38,2% na cobertura e céu aberto. O valor e K D não epene a cobertura e céu, é aproximaamente constante igual a 51,4% ( Rossi et al 2015 e 2016). Diante a necessiae e se conhecer melhor as relações entre as irraiações os espectros total e, neste trabalho é proposto um moelo estatístico que correlaciona as frações K, K e K D com a fração transmitia a irraiação global (Kt = H / H 0 ) transmitia ou com a fração a irraiação ifusa na irraiação global (K = H / H ) na superfície atmosférica. O moelo as frações elimina a epenência o ia e local, permitino a estimativa as irraiações solar em qualquer local e clima similar. A principal vantagem é que se permite melhor observar a epenência o clima ou as variações as nuvens vapor e agua e aerossóis, nas relações entre as irraiações e ambos os espectros solares. Assim, o trabalho com os seguintes objetivos: propor equações e estimativas por meio regressão e K, K e K D em função e Kt e K sob toas as conições e céu; valiar as equações e estimativas obtias para base e aos típicas e atípicas. 2. MATERIAL E MÉTODOS 2.1. Análise climática sazonal local. As meias foram obtias a Estação e Raiometria Solar localizaa na área rural e Botucatu, na FCA/UNESP, Latitue 22.85S, Longitue 48.45O e 786 metros acima o nível o mar que está aproximaamente a 221 km o Oceano Atlântico. A ciae e Botucatu tem um elevao graiente e altitue entre 400 m na região mais baixa e entre 980 m na região montanhosa mais alta o que provoca muanças na temperatura o ar e nos ventos (Santos e Escobeo, 2016). A ciae está inseria numa região com uas granes represas (Barra Bonita que possui reservatório e 308 km 2 e istante 30 km; Jurumirim istante 70 km com reservatório e 449 km 2 ) e e áreas com granes plantações e eucaliptos e cana e açúcar, que ocasionam muanças na cobertura o solo e o microclima local, aumentano a concentração o vapor e água, o balanço e raiação, alterano transmissão a na atmosfera e a microfísica as nuvens Fig. 1. A variabiliae os valores as raiações global, ifusa e ireta na horizontal os espectros total e infravermelho está fortemente associaa às variações sazonais o clima local. O Estao e São Paulo tem sete tipos climáticos istintos, principalmente clima úmio, com preominância o clima Cwa em toa região central o estao. Com base em aos pluviométricos e termométricos mensais, o clima e Botucatu é classificao como Cwa (CPA, 2017), temperao quente (mesotérmico), o verão é quente e úmio e o inverno é seco. O ia mais longo (solstício e verão) tem 13,4 horas em ezembro, e o mais curto (solstício e inverno) tem 10,6 horas em junho. Figura 1. Local as meias, visualização a área e plantio a cana e açúcar e fontes e vapor e água na região e Botucatu. Aaptao e UNICA e oogle imagens. A evolução sazonal a temperatura e umiae relativa local segue a variação a eclinação solar; os valores a temperatura e umiae relativa são maiores na eclinação sul e menores quano eclina no hemisfério norte. Verão e inverno são as estações mais quentes e frias o ano, respectivamente, com temperaturas méias e 22.29±2ºC e

3 AOD (aimensional) AOD 2004 (aimensional) PM 10 (µg/m 3 ) VII Congresso Brasileiro e Energia Solar ramao, 17 a 20 e abril e ±1.33ºC, enquanto que o verão e inverno são as estações mais úmias e a mais seca, com percentuais e 74.79±1.82% e 63.01±1.81%, respectivamente Fig 2a e b. A temperatura na primavera, 21.37±0.74ºC é superior a o outono 18.41±2.21ºC, enquanto que a umiae é maior na primavera 68.37±1.92% contra 69.83±1.46% no outono. Figura 2: Séries climáticas sazonais a temperatura (a), umiae (, nebulosiae (c), precipitação () o períoo e 1983 a 2013 em Botucatu. A nebulosiae (f), calculaa pela expressão f 1 n N, expressa a fração o número e horas em que o sol ficou encoberto por nuvens no ia, one n/n é a razão e insolação, n é o número e horas e brilho solar e N é o fotoperíoo. A evolução sazonal a nebulosiae segue a variação a série climática a temperatura seno mais elevaa no verão (f = 0.51±0.10) e menor no inverno (f = 0.33±7) Fig. 2c. A nebulosiae na primavera (f = 8±3) é superior a o outono (f = 0.36±7). A evolução sazonal a precipitação segue as evoluções a temperatura e a nebulosiae Fig. 2. É constituía e ois períoos istintos: chuvoso e seco, one o limite entre os períoos é o valor a precipitação abaixo e 75 mm, aproximaamente. No períoo chuvoso, e outubro a março (primavera e verão), a precipitação é e natureza microclimática originaa o processo e convecção livre e macro climático originaas os eventos meteorológicos como Zona e Convergência o Atlântico Sul (ZCAS) e os Sistemas Frontais o Atlântico Sul. O ZCAS atua ese a Bacia Amazônica até o oceano Atlântico Sul, como resultao a convergência e massas e ar quente e úmio oriunas a Bacia Amazônica e o oceano Atlântico Sul. O ZCAS gera aumento a nebulosiae e ocorrência e chuvas intensas e persistentes entre a primavera e verão (Carvalho et al., 2004). No períoo seco, nas estações outono e inverno, a precipitação é o tipo frontal, resultante e passagem e frentes frias vinas a região polar que geram aumento na nebulosiae e ocorrência e chuvas e méia e baixa intensiae. A frequência méia as entraas e frentes frias é e cinco (5) eventos por mês (Satyamurty et al., 1998; Lemos e Calbete 1996). A maior precipitação ocorre no verão com méia total e ±83.83 mm e a mínima no inverno com 57±17,70 mm. A precipitação na primavera, ±49.20 mm, é superior a o outono com 57.75±18.35 mm. A ciae e Botucatu com 140 mil habitantes aproximaamente não possui granes inústrias poluioras, mas está inseria em uma região rural e cultivo a cana-e-açúcar e proução e álcool. Aina na estação o inverno, períoo a seca, e na primavera, períoo úmio, a atmosfera local apresenta elevaa concentração e materiais particulaos provenientes as queimaas a cana e açúcar local Fig. 3a e b e as queimaas e incênios florestais e outros locais na região central o Brasil (Teramoto et al., 2013; Santos e Escobeo, 2016). O efeito e materiais particulaos poe ser ecisivo no parão e reistribuição planetária e energia os trópicos para latitues méias e altas altitues através e processos e transporte convectivo (Freitas et al., 2005), resultano em muanças no ciclo hirológico. 0.5 a) Verão Outono InvernoPrimavera Estação AOD méio Verão AOD 2004 PM10 Outono InvernoPrimavera Estação Figura 3. a) Evolução anual a profuniae ótica e aerossóis AOD méias mensais (obtias o satélite TERRA) no ano e 2001 a Relação entre AOD e a concentração e materiais particulaos PM 10 em ug.m -3 para Em anos one há o enfraquecimento o períoo chuvoso na região Central e Norte o Brasil, a prática os incênios se intensifica no mês e outubro e poe se estener até novembro (Holben et al., 2001). A queima e biomassa gera aerossóis o tipo fino (iâmetro < 2,5 µm), que por meio e correntes convectivas são capazes e percorrer istâncias superiores a 1000 km e permanecer em suspensão na atmosfera urante vários ias (Jacobson, 2002). A evolução sazonal as méias sazonais a AOD (profuniae ótica e aerossóis) obtias pelo satélite Terra, o períoo e 2001 a 2006 (Santos e Escobeo, 2016), mostra que a partir o início as queimaas a cana-e-açúcar no inicio o inverno, a concentração e aerossóis aumenta consieravelmente passano por um valor máximo e AOD = 0,35 no final o inverno (setembro), o que é equivalente a concentração PM 10 e 70,0 ug.m -3 (Coato et al., 2008).

4 VII Congresso Brasileiro e Energia Solar ramao, 17 a 20 e abril e Meias as irraiâncias global e ifusa os espectros total e infravermelho As meias as irraiâncias global e ifusa os espectros total e infravermelho foram realizaas nos anos e 2003 a São consieraos ias a base e aos quano as irraiâncias global o espectro total e infravermelho (I e I ) e as irraiâncias ifusas (I e I ) foram meias simultaneamente. Ao longo os 4 anos houveram peras e muitos ias meios nos períoos chuvosos, por problemas elétricos no sistema e aquisição e aos, reuzino a base e aos em torno e 15,4%, e 1460 ias para 1235ias. As irraiâncias global os ois espectros (I e I ) foram meias por ois piranômetros Eppley PSP com cúpulas e transmissiviae nos comprimentos e ona e 0,285 a 3,0m e 0,70 a 3,0m, respectivamente. As irraiâncias ifusas (I e I ) foram monitoraas por ois piranômetros Eppley PSP com cúpulas e transmissiviae nos comprimentos e ona e 0,285 a 3,0m e 0,70 a 3,0m respectivamente, utilizano anéis e sombreamento tipo MEO (Melo e Escobeo, 1994) nas seguintes especificações: 80cm e iâmetro, 10cm e largura e 1mm e espessura. Por sugestão o fabricante, o fator e calibração os piranômetros é multiplicao por um fator e 0,92 para corrigir o efeito a transmissão a cúpula no elemento sensível o instrumento. Os valores as irraiações ifusa total e ifusa passaram por correções isotrópicas (FC), para compensar a parcela e irraiação ifusa obstruía pelo próprio anel e sombreamento, os quais epenem e parâmetros geômetricos como: largura e iâmetro, latitue, geográfico como a latitue e astronomico como a eclinação solar. O fator e correção isotrópico (CF) usao para compensar as irraiações ifusa total e ifusa infravermelha foram calculaos pela expressão: H CF 1 H ' 1 (1) one, H ou H são as irraiações ifusas, enquanto que H ou H são as irraiações ifusas interceptaas urante o ia pelo anel e sombreamento. A razão (H / H ) ou (H / H ) foram calculaas pela Eq. (2) proposta por Oliveira et al., (2002): 2 ' H 2b cos p cos cosz (2) H R 0 cos one b e R são a largura e raio o anel, é a eclinação solar, é a latitue, z é o ângulo zenital e é o ângulo horário o sol, variano o nascer até o pôr o sol. Não foi realizaa neste trabalho, uma seguna correção, também necessária na meia a ifusa pelo anel e sombreamento, que é evio aos efeitos a cobertura nebulosa e a anisotropia. O efeito a nebulosiae na cobertura e céu aumenta os valores e I, I enquanto que o efeito a anisotropia iminui os valores e I, e I no sentio crescente e céu parcialmente nublao para céu aberto. A imprecisão as meias pelos piranômetros PSP a Eppley, é a orem e 4,1% (Rea, 2008). A imprecisão a meia a ifusa pelo piranômetros no anel e sombreamento é a orem e 8,7% ao por: 4,1% pelo piranometro PSP a Eppley e 4,6% o efeito anisotropico para cobertura total e céu (Dal Pai et al., 2011, 2014). Assim as irraiâncias ireta e ireta infravermelha obtia pelo métoo a iferença por meio as equações possuem uma incerteza estimaa na orem e 12,8%: I I D D I I (3) I I (4) Na aquisição os aos, foi utilizao um Datalogger Campbell 23X, operano na freqüência e 1 Hz e armazenano méias e 5 minutos. Os aos e irraiâncias (I, I, I D e I, I, I D ) passaram por um controle e qualiae one foram eliminaos os valores espúrios, e numa seguna etapa, foram processaos as integrações iária as irraiações: H, H, H D e H, H e H D (Chaves e Escobeo, 2000). A Estação e Raiometria Solar ispõe e um pirânometro a Eppley PSP, o qual é utilizao unicamente para aferição os piranômetros e rotina, perioicamente pelo métoo comparativo sugerio pela OMM (Fröhlich e Lonon, 1986) Valiações as equações e estimativas Na valiação as equações e estimativas obtias neste trabalho, foi utilizaa uma base e aos e um ano as frações global e ifusa (iária) aqui enominaa por ano atípico. A seleção foi efetuaa a partir a base e aos total

5 VII Congresso Brasileiro e Energia Solar ramao, 17 a 20 e abril e 2018 os 4 anos através e análise estatística one se comparou para caa mês o ano, o valor a irraiação meia-inter anos consierano o intervalo e variação o esvio parão a méia, com o valor a irraiação méia e caa ano. Selecionou-se o valor as irraiações méias o ano mais afastaos os valores as irraiações meias inter-anos. Os resultaos obtios estão mostrao na Tab.1 Tabela 1. Ano atípico a base e aos total ( ) para as irraiações lobal (H ) e Difusa (H ). Ano / mês - Atípico Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez H H Inicativos Estatísticos. Os inicativos estatísticos MBE (Mean Bias Error) e RMSE (Root Mean Square Error) empregaos na avaliação o esempenho as equações e estimativa iária as irraiações global, ifusa e ireta infravermelha foram: X 100 H - H i 1 E M MBE % (5) X X RMSE % 1 X H i 1 E - H M (6) X X one: H representa os valores estimaos, E H M os valores meios, H M representa a méia e H M e H E a méia os valores estimaos. ( 1 X X i H ) é o valor méio a meia e X o número e observações. Valores negativos 1 M X e MBE inicam subestimativa as equações e vice-versa, quanto menor o valor absoluto e MBE, melhor é o esempenho as equações (Stone, 1993). O RMSE é a raiz quaraa o erro quarático méio e representa o valor real o erro prouzio pelas equações. Em geral, quanto menores os valores obtios para RMSE, melhor esempenho as equações e estimativas. Recomenações quantitativas são por vezes usaas para valiação e moelos: MBE entro e ±10% e RMSE < 20%, que inica bom ajuste entre as estimativas por moelos e as meias na superfície (Baescu et al., 2013). 3. RESULTADO 3.1. Correlações as frações K, K e K D em função e Kt Para melhor ilustrar a epenência as frações K, K e K D os constituintes atmosféricos nuvens, vapor e água e aerossóis, a Fig. 4a, b e c, mostram as correlações entre os valores e K, K e K D em função e Kt, respectivamente. O espalhamento as correlações para as três raiações é bastante elevao, nas quais para caa valor e Kt há um largo intervalo e variação nos valores K, K e K D, respectivamente. O espalhamento ocorre porque existe uma grane variabiliae as concentrações e nuvens, vapor e água e aerossóis na atmosfera que absorvem e espalham as raiações iferentemente com maior ou menor intensiae nas quatro estações o ano, para mesmos valores e Kt. A Fig. 4a mostra que existe uma pequena correlação (r = 0,55) entre K e Kt, com valores e K crescentes lentamente no sentio o aumento e Kt. Os valores e K crescem em sequência as coberturas e céu nebuloso, parcialmente nublao e aberto.a reta obtia por regressão linear (y = 0,408+0,09x) possui baixo coeficiente angular, e mostra que a variação a cobertura e céu tem pouca influencia na variação e K. A fração K variou e 41% a 48% no intervalo e variação e Kt entre 0, 15 a 0,78. Os menores valores e K ocorrem na cobertura nebulosa (Kt < 0,35) porque o vapor e água absorve mais H que H iminuino o valor a fração K (Martinez- Lozano,1999). Por outro lao, na cobertura e céu aberto, na qual é alta a concentração e aerossóis, os valores e K são maiores que nas emais coberturas porque a atenuação é maior para H o que para H. O espalhamento não proporcional na cobertura e céu claro por aerossóis eve-se ao fato que comprimentos e ona curtos são preferencialmente extintos (Alaos e Arboleas 1999). Ao contrário e K e Kt, a relação K e Kt, Fig. 4 b, é polinomial e existe uma correlação (r = 0,738) mais significativa estatisticamente que K Kt. Os valores e K ecrescem no sentio o aumento e Kt, ou os valores e K iminuem lentamente quano ecrescem as

6 K (aimensional) K (aimensional) Desvio (K, %) K (aimensional) K (aimensional) Desvio (K, %) K (aimensional) K (aimensional) K D (aimensional) VII Congresso Brasileiro e Energia Solar ramao, 17 a 20 e abril e 2018 concentrações e nuvens e o vapor e água na atmosfera entre 0 < Kt < 0,65, e ecresce rapiamente quano aumenta a concentração e aerossóis na atmosfera para Kt > 0, a) r = 0.55 r = 0.74 r = Kt (aimensional) 0.8 Kt (aimensioal) 0.8 c) Kt (aimensional) Figura 4. Correlações as frações K (a), K e K D (c) em função e Kt. O valor e K é maior na cobertura e céu nebulosa e úmia, porque o espalhamento e H e H é esproporcional, as gotículas e água as nuvens espalham mais H nos comprimentos longos que H aumentano o valor a fração K. Por outro lao, os valores as K são menores nas estações e baixa nebulosiae, seca e com aerossóis, por que o espalhamento e H e H por aerossóis é esproporcional, é maior para H nos comprimentos curtos que para H ecresceno o valor e K. A Fig. 4 c mostra que não existe correlação (r = 0,057) entre K D e Kt. Os valores e K D permanecem constantes em função o aumento e Kt. A reta obtia por regressão linear (y = 0,516+0,09x) possui baixo coeficiente angular, e mostra que a variação a cobertura e céu também possui pouca influencia na variação e K D.A falta e correlação entre K, K e K D em função e Kt, respectivamente, sugere neste estuo a proposta e um moelo estatístico alternativo que permita atingir correlações mais significativas estatisticamente entre as frações K e K em função e Kt. Foi escartaa a continuiae sobre a correlação a D fração méia e Kt, porque K D não apresentou variações em função e Kt em função e Kt No moelo estatístico alternativo proposto, as variações e K e K em função e t (Fig. 4 a e, são substitu as por variações os valores méios e Fig. 5 a e b, e, Fig 6 a, b e c, em funções e intervalos iscretos centesimais e Kt. Essa técnica foi usaa em vários estuos com a raiação ifusa (Orgill e Hollans, 1977; Bartoli et al., 1982; Erbs et al., 1982). No moelo alternativo, o intervalo e variação e Kt foi subiviio em 100 subintervalos, one (Kt) i representa o subintervalo i (e 0,01 em 0,01 uniaes) e Kt. Em caa subintervalo (Kt) i calculou-se o valor méio e one os alteres representam os respectivos esvios δk e δk, como mostrao na Fig. 5 c e na Fig. 6 c. a) c) r = Kt (aimensional) 0.3 r = Kt (aimensional) Kt (aimensional) Figura 5. Correlações a)k em função e t; em função e Kt, e c) valores e δk em função e Kt. a) 60 c) r = Kt (aimensional) r = Kt (aimensional) Kt (aimensional) Figura 6. Correlações a) K em função e t; em função e Kt; c) valores e δk em função e Kt.

7 K estimaa K estimaa VII Congresso Brasileiro e Energia Solar ramao, 17 a 20 e abril e 2018 Assim as correlações os valores e em função e Kt e os valores e em função e Kt, são o tipo linear e polinomial, ambas com elevaos coeficientes e correlações (r = 0,979 e r = 0,971), respectivamente. As equações obtias são apresentaas por meio as Eq. (7) e Eq. (8) com seus respectivos coeficientes e eterminação, Eq. (7) R 2 = e Eq. (8) R 2 = K 08 92Kt (7) K Kt 1.37Kt 3.058Kt 3.68Kt (8) Os elevaos coeficientes e eterminação, próximos a mostram que os valores e estão correlacionaas em caa intervalo e Kt entre 0,15 a 0,75.Os valores δk (Fig 5c) e δk (Fig 6c) expressam a amplitue e variação e e evio as variações e concentrações as nuvens, vapor e água e aerossóis, em caa intervalo centesimal e Kt. O valor e δk variou em até 6,0%, sem uma tenência efinia, com Kt variano entre 0,15 a 0,75, ou seja, a amplitue variação K não epeneu as variações e cobertura e céu. Há valores e δk acima 5.0% e abaixo e 3,0% nas mesmas coberturas e céu: nublaa, parcialmente nublaa e aberta. Os resultaos mostram que a Eq. (7) poe ser utilizaa na estimativa e com elevao coeficiente e eterminação, e que a incerteza a estimativa epene o valor e Kt, poeno variar entre 2% a 6,0% em função a varação a cobertura e céu entre céu nebuloso a aberto. Diferentemente e δ, o valor e δk variou em função a variação a cobertura e céu com tenência efinia. Ou seja, para uma variação e t entre 0 e 0,75, o valor e cresceu exponencialmente no sentio crescente e Kt, aumentano consieravelmente a cobertura e céu nublaa (Kt < 0,35) com valor e 7% até a cobertura e céu aberta (Kt > 0,65), em que δk atingiu valores a orem e 0,0. A larga variação e na cobertura e céu aberto está associaa aos efeitos a anisotropia a raiação ifusa, evio a variação a concentração e aerossóis, não foram consieraos sobre as correções na meia a raiação ifusa isotrópica pela Eq.(1). O resultao mostra que a Eq. (8) poe ser utilizaa na estimativa e com elevao coeficiente e eterminação R 2 = e com incertezas variano entre 5,0% a 60,0%, epeneno o valor e Kt. A Fig. 7a e 7b mostra as correlações obtias na valiação, comparação entre estimativa e e por meio as equações (7 e 8) e a meias e e o ano atípico a) 1:1 1: K meia K meia Figura 7. omparação entre os valores estimaos e meios para o ano at pico e a) e. As correlações são lineares nos intervalos e variação e K e K e os coeficientes e correlação (r): r = 0.961, r = mostram que as estimativas e as meias, próximo e 1 estão bem correlacionaas estatisticamente. As Eq.(7) e Eq. (8) foram também valiaas comparano os valores e e estimaas e meias o ano atípico por meio os inicativos estatísticos MBE e RMSE. Para a Eq. (7) os valores obtios para MBE e RMSE foram e 2.8% e 3.8%, respectivamente, enquanto que para a Eq. (8) os valores obtios para MBE e RMSE foram e 1,0% e 13,7% respectivamente. Uma escala classificatória para os iferentes intervalos e RMSE seguno (Jamieson et al., 1991; Li et al., 2013) o esempenho os moelos foram: Excelente para K (RMSE < 10%) e bom para (RM 30). esta forma, o moelo estat stico proposto por meio os valores méios e e em função e t, poem ser usaas com e atião e precisão nas estimativas e e. 3.3 em função e K no ara locais one a raiação ifusa é monitoraa e rotina, outro moelo alternativo para a estimativa moelo estatístico anterior é proposto, teno como variável e entraa a raiação ifusa, ou seja, trocano Kt por K. A Fig. 8a mostra a correlação entre os valores e K em função e K. Similarmente, as correlações K, K e K D em função e Kt, a ispersão e K em função e K é também muito elevaa. Para caa valor e K há um largo intervalo nos valores K evio a variabiliae atmosférica as concentrações e nuvens, vapor e água e

8 K estimaa K aimensional K (aimensional) K (aimensional) Desvio (K, %) VII Congresso Brasileiro e Energia Solar ramao, 17 a 20 e abril e 2018 aerossóis ao longo os anos. A correlação em função e K, Fig. 8b, aumenta exponencialmente no intervalo e variação e K entre 0 e 1 ou no sentio que a cobertura o céu varia e aberto a nebuloso. a) K (aimensional) 80 c) r = K (aimensional) K (aimensional) Figura 8. Correlações a) K em função e K, e em função e K e c) δk em função e K. A correlação os valores e em função e K, Fig. 8b é o tipo polinomial e quarta orem, com elevao coeficiente e correlação (r = 0,991). A equação e regressão obtia com respectivo coeficiente e eterminação R 2 = 0,982 foi. K K 3.80K K 4 K (9) O coeficiente e eterminação R 2 pró imo e mostra que está muito bem correlacionaa em caa intervalo e K entre 0,05 a 1,0. A Fig. 9 mostra a correlação obtia na valiação, comparação entre estimativa e por meio a Eq (9) e a meia e K o ano atípico. A correlação entre os valores estimaos e meios estão em concorância com à curva ieal e 45º no ajuste, e é linear no intervalo e variação as meias e H. O valor o coeficiente e correlação r = próximo e 1, inica que as estimativas a equação e a meias estão estatisticamente muito bem correlacionaas. 1: K meia Kt (aimensional) Figura 9. Comparação entre os valores estimaos pela Eq. (7) e meios para o ano atípico e. Os valores os inicativos MBE = 0,5%, RMSE = 10,7% mostram que os resultaos foram significativos estatisticamente: a Eq.(9) subestima a meia com pequeno erro e baixo espalhamento. O resultao mostra que a Eq (9), poe ser utilizaa na estimativa a fração a partir e K com precisão e exatião. De acoro com a classificação e (Jamieson et al., 99 ; i et al., 0 3), o esempenho o moelo proposto é bom ( 0 RM 0 ) nas estimativas a fração a partir e K. 4. CONCLUSÃO Análise por meio e regressões simples mostrou que os valores K, K e K D estão fracamente correlacionaas com Kt, e nenhuma correlação entre valores e K D em função e t. No entanto, os valores méios e e apresentaram elevaas correlações linear para ( Kt) com R 2 0,958 e polinomial para ( Kt) com R 2 0,9 0. imilarmente, polinomial para ( K) com R 2 = 0,982.A valiação por meio os inicativos estatísticos MBE, RMSE mostra que as equações ( Kt) e ( Kt) poem ser utilizaas com precisão e e atião nas estimativas e (M,8 e RM 3,8 ) e (MBE = 1,0% e RMSE = 13,7%) em função e Kt respectivamente. Similarmente, a equação ( K) poe ser usaas nas estimativas e (MBE = 0,5% e RMSE = 10,7%) em função e K.

9 VII Congresso Brasileiro e Energia Solar ramao, 17 a 20 e abril e 2018 Agraecimentos: A FAPESP, CNPq. 5. REFERÊNCIAS Alaos, I., Alaos-Arboleas, L. Direct an iffuse photosynthetically active raiation: measurements an moelling. Agric. an For. Meteorol., v.93, p.27-38, Baescu, V.; ueymar, C. A.; Cheval, C.; Oprea, C.; Baciu, M.; Dumitrescu, A.; Iacobescu, F.; Milos, I.; Raa, C. Accuracy analysis forfifty-four clear-sky solar raiation moels using routine hourly global irraiance measurements in Romania. Renewable Energy, v.55, p , Bartoli, b., Cuomo, v., Amato, u. iffuse an bean components of aily global raiation in enova an Macerata. sol. energy, v.28, p , Cañaa J, Peros, Bosca JV. Relationships between UV (90- an broa ban solar raiation hourly values in Valencia an Córoba, Spain. Energy 2003;28: Carrer, D.; Dafont, S.; Roujean, J.-L.; Calvet, J.-C.; Meurey, C.; Le Moigne, P. Incoming Solar an Infrare Raiation Derive from METEOSAT: Impact on the Moele Lan Water an Energy Buget over France. Journal of Hyrometeorology, v 13, p , Carvalho L MV, Jones C, Liebmann B. The South Atlantic Convergence Zone: Intensity, Form, Persistence, an Relationships with Intraseasonal to Interannual an Extreme Rainfall. Journal of Climate 2004;17: CPA, Clima os Municípios Paulistas. Disponível em (Acesso em <17/06/2017>. [In portuguese]). Chaves M, Escobeo JF. A software to process aily solar raiation ata. Renewable Energy 2000;19: Coato, Oliveira AP, Soares J, Escobeo JF, omes E, Dal Pai A. lobal an iffuse solar irraiances in urban an rural areas in southeast Brazil. Theoretical an Applie Climatology 2008;93: Dal Pai A, Escobeo JF, Correa FH. Numerical correction for the iffuse solar irraiance by the Melo-Escobeo shaowring measuring metho. In: ISES SOLAR WORLD CONRESS 2011, Kassel. Dal Pai A, Escobeo JF, Dal Pai E, Santos MC. Estimation of Hourly, Daily an Monthly mean Diffuse Raiation Base Shaowring Correction. Energy Proceia 2014;57: Dombrovsky, L. A.; Feorets, A. A.; Meveev. D. N. The use of infrare irraiation to stabilize levitating clusters of water roplets. Infrare Physics & Technology, v. 75, p , Erbs, D.., Klein, S.A., Duffie, J.A. Estimation of the iffuse raiation fraction for hourly, aily an monthly-average global raiation. Sol. Energy, v.28, p , Escobeo JF, Dal Pai A, Oliveira AP, Soares J, Dal Pai E. Diurnal an Annual Evolution of UV, PAR an Irraiations in Botucatu/Brazil. Energy Proceia 2014;57: Escobeo JF, omes E, Oliveira AP, Soares J. Moeling hourly an aily fractions of UV, PAR an to global solar raiation uner various sky conitions at Botucatu, Brazil. Applie Energy 2009;86: Escobeo JF, omes EN, Oliveira AP, Soares JR. Ratios of UV, PAR an components to global solar raiation measure at Botucatu site in Brazil. Renewable Energy 2011;36: Freitas, S.R., Longo, K.M., Dias, M.A.F.S., et al., Monitoring the transport of biomass burning emissions in South America. Environ. Flui Mech. 5, Fröhlich C, Lonon J. Revise Instruction manual on raiation instruments an measurements. WCRP Publications series No. 7. WMO/TD No. 149, 1986, October. Holben BN, Tanré D, Smirnov A, Eck TF, Slutsker I, et al. An emerging groun-base aerosol climatology: Aerosol optical epth from AERONET. Journal of eophysical Research 2001;106: Jacobson MZ. Analysis of aerosol interactions with numerical techniques for solving coagulation, nucleation, conensation, issolution an reversible chemistry among multiple size istributions. Journal of eophysical Research 2002;107:1-23. Jamieson PD, Porter JR, Wilson DR. A test of the computer simulation moel ARC-WHEAT1 on wheat crops grown in New Zealan. Fiel Crops Res 1991;27: Kume, A.; Nasahara, K. N.; Nagai, S.; Muraoka, H. The ratio of transmitte near-infrare raiation to photosynthetically active raiation (PAR) increases in proportion to the asorbe PAR in the canopy. J Plant Res, v.124, p , Lamnatou, C.; Chemisana, D. Solar raiation manipulations an their role in greenhouse claings: Fresnel lenses, - an UV-blocking materials. Renewable an Sustainable Energy Reviews 2013;18: Larsen N F, Stamnes K. Use of shaows to retrieve water vapor in hazy atmospheres. Applie Optics 2005;44: Lemos CF, Calbete NO. Sistemas frontais que atuaram no litoral e Climanálise, Eição comemorativa 10 anos, (INPE PRE/6178). [in portuguese]. Li, M., Tang, X., Wu, W., et al., eneral moels for estimating aily global solar raiation for ifferent solar raiation zones in mainlan China. Energy Convers. Manag. 70, Martinez-Lozano JA, Tena F, Utrillas MP. Ratio of UV to global broa ban irraiation in Valencia, Spain.InternationalJournalofClimatology1999;19:

10 VII Congresso Brasileiro e Energia Solar ramao, 17 a 20 e abril e 2018 Melo JMD, Escobeo JF. Meia a raiação solar ifusa. VII Congresso Ibérico e Energia Solar, Vigo, Espanha. Anais o Internacional Solar Energy Society, Nogués-Paegle J, Mo KC. Alternating wet an ry conitions over South America uring summer. Mon Wea Rev 1997;125: Oliveira AP, Escobeo JF, Machao AJ. A new shaow-ring evice for measuring iffuse solar raiation at surface. Journal of Atmospheric an Oceanic Technology 2002;5: Orgill, J. F., Hollans, K.. T. Correlation equation for hourly iffuse raiation on a horizontal surface. Solar Energy, v.19, n.3, p , Rael,.; Shinea, K. P.; Ptashnika, I. V. lobal raiative an climate effect of the water vapour continuum at visible an near-infrare wavelengths. Q. J. R. Meteorol. Soc. v. 141, p , Rea IM, Myers DR, Stoffel TL. Uncertainty Estimate for the Outoor Calibration of Solar Pyranometers: NCSLI Measure, The Journal of Measurement Science 2008;3: Rossi, T. J. ; ESCOBEDO, J. F. ; Santos, C. M. ; Silva, M. B. P. ; OMES, E. N.. Equações e estimativas sazonais para as raiações global, ifusa e ireta infravermelha em Botucatu/SP/Brasil. Avances en Energías Renovables y Meio Ambiente, v. 19, p , Rossi, T. J. ; Rossi, L. R. ; Santos, C. M. ; Silva, M. B. P. ; Escobeo, João F.. DEPENDÊNCIA DA COBERTURA DE CÉU NAS FRAÇÕES SOLARES LOBAL, DIFUSA E DIRETA DO ESPECTRO INFRAVERMELHO EM BOTUCATU/SP/BRASIL. Revista Brasileira e Energia Solar, v. VII, p , Salatiel, S.; Coulomb, B.; Lebreton, C.; Dubertret, L. Non-coherent near infrare raiation protects normal human ermal fibroblasts from solar ultraviolet toxicity. The Journal of Investigative Dermatology, v.111, p , Santos CM, Escobeo JF. Temporal variability of atmospheric turbiity an DNI attenuation in the sugarcane region, Botucatu/SP. Atmospheric Research 2016;181: Satyamurty P, Nobre CA, Silva Dias PL. Topics: South America. Meteorological Monographs 1998;27: Sonnevel, P. J.; Swinkels,. L. A. M.; Bot,. P. A.; Flaman,. Feasibility stuy for combining cooling an high grae energy prouction in a solar greenhouse. Biosystems Engineering, v.105, p.51 8, 2010a. Sonnevel, P. J.; Swinkels, lam.; Campen, J.; Baj, V. T.; Janssen, H. J. J.; Bot,. P. A. Performance results of a solar greenhouse combining electrical an thermal energy prouction. Biosystems Engineering, v.106, p.48 57, 2010b. Stone RJ. Improve statistical proceure for the evaluation of solar raiation estimation moels. Solar Energy 1993;51: Teramoto ET, Escobeo JF, Dal Pai A, Santos CM, Fukunaga LA, Silva MBP. Influência e nuvens, aerossóis e ozônio sobre o KTUV em Botucatu/SP/Brasil: ciae proutora e cana-e-açúcar. Energías Renovables y Meio Ambiente 2013;1: [in portuguese]. Willmott CJ. On the valiation of moels. Physical eography 1981;2: FUNCTION OF Kt AND K FRACTIONS OF TOTAL SPECTRUM. ) INFRARED SOLAR FRACTIONS AS A Abstract. This stuy presents the collection an valiation of estimation equations for global solar fractions ( ), iffuse ( ) of the infrare spectrum as a function of the solar fractions Kt an K of the total spectrum. The raiation atabase was measure between 2003 an 2006 in Botucatu razil. In the propose statistical moel, the average values of an ere etermine as a function of t b means of linear an pol nomial regression, respectivel. imilarl, the average values of were equate as a function of K by means of polynomial regression. The coefficient of etermination obtaine for the correlations as a function of Kt an K were higher than R he statistical inicatives obtaine in the valiation ere (MBE = 2.8% an RMSE = 3.8 ) an (M.0 an RM 3.7 ) sho that the equations can be use in the estimations of an as a function of t, respectivel, ith precision an accurac. imilarl, (M 0.5 an RM 0.7 ) in the estimation of as a function of K. Keywors: lobal solar raiation, iffuse an irect, Infrare solar raiation.